論面向對象分析方法在基于BI M 的鐵路電務應急指揮平臺中的應用

韓旻志

中鐵第一勘察設計院集團有限公司 陜西 西安710049

一、概述

我國為加強對突發事件能力處置,建設和完善國家級應急平臺功能,推進地方人民政府綜合應急平臺建設,形成連接各地區和各專業應急指揮機構、統一高效的應急平臺體系。鐵路電務信號設備和鐵路的生產管理密切相關,且直接決定了鐵路運輸的安全性。為輔助鐵路應急工作,在原鐵道部(現中國鐵路總公司)組織下,鐵科院電子所研制了鐵路應急平臺,部分鐵路局和電務段陸續應用了電務故障管理、機車信號故障信息管理、檢修基地管理等信息系統。但因信號設備的信息管理系統,大多"各自為政",整體性不強,多限于局部應用,對于鐵路信號專業領域知識并不能深入進行數據處理,在信息共享、智能化程度、自動化水平上尚有較大差距,很難做到信號設備故障的快速、準確處理。因此,建立基于BI M 體系技術的高速鐵路信號應急指揮系統,以信號設備全生命周期管理三維可視平臺為基礎,將鐵路信號設施和設備及邏輯信息化、三維化、可視化,并能永久跟蹤每個設備從創建至報廢全過程的信息,進行繼承性、追溯性管理,能夠極大提高應急指揮效能。

BI M 全稱為Building Infor mation Modeling,建筑信息模型,是對于建筑工程的全面信息化,從而達到建筑工程不同階段的數據集協同。選用BIM技術作為底層平臺應用于鐵路電務應急指揮平臺,實現三維設計信息化與業務信息化在鐵路系統的綜合運用,對于鐵路日常維護具有重要意義。其中主要解決的問題就是怎樣將BIM 模型與應急管理業務結合起來,充分發揮BI M 技術的信息集成優勢。

該系統由于涉及多種角色以及系統,主系統交互人員有鐵路局各級電務系統運營人員,交互對象包含電務系統的各類設備,以及現有的運營系統。通過面向對象分析方法以及UML工具能夠對系統所涉及的對象進行全面且層次化的分析和梳理。

二、面向對象方法分析

1、用例圖的設計。用例圖是面向對象分析工具UML中的一類需求分析工具,主要用于從宏觀上把握系統外部交互對象以及交互流程,其作用類似于結構化設計中的由上至下的方式。選擇用例圖來對問題域涉及的參與對象進行剖析,能夠全面涵蓋系統功能及交互對象,從而有利于系統分析人員做更深一步分析。

根據鐵路局電務處提供的各項資料以及通過聯合需求計劃的方式,聯席會議獲得的需求素材,再進一步通過業務分析理清各項工作流程中的角色以及角色相應的職責、以及工作對象。理清楚該系統使用中的交互對象:鐵路局安全生產指揮中心主任、安全科、技術科、調度所、西安電務段、電務車間等運維及監督人員,這是系統主要的參與交互對象。另外由于應急指揮系統還包含實時反饋集中監測系統信息以及視頻監控信息,所以我們在用例圖的分析中也加入了現有鐵路局使用的集中監測系統以及視頻監控系統、信號技術設備履歷簿管理作為用例圖中的交互對象進行處理。在用例圖初步分析階段,對于用例功能的分析概括性強,不重視對于具體操作流程的細化。比如,調度所人員需要在應急事件發生后在系統上能夠發布調度命令,這樣的功能會涵蓋在應急事件處理的功能中。

總之,用例圖的分析是基于對業務需求的了解與邏輯分析,更加面向用戶,側重于用戶的理解,從而更貼近用戶的需求,在用例圖的基礎上才能夠進一步展開軟件層面的設計。

2、對象識別。對象圖是用來識別系統中涉及的所有對象,通過對象圖的繪制,有助于羅列清楚所有在系統中反映的概念。以用例圖作為主線,選擇對象圖來對用例圖涉及的對象進行識別。比如,設備履歷的管理里面涉及設備這個對象,該對象的屬性要包含設備履歷信息,比如生產制造信息、出廠后的安裝信息、維修維護信息、監控信息。平臺還要展示電務設備相關的發文信息,標準、規范以及規定等的信息,并對這些文件需要進行分類顯示,以及關鍵字搜索等的功能,另外在工程三維模型展示功能上,我們需要采用第三方控件作為顯示組件,因此組件的整體作為一個對象處理,同時該對象包含了西安鐵路局管轄范圍內的所有工程數據,在一些其他用例上需要區分作單獨處理,因此還要對該對象進行剖析進一步分解。總之,對象的識別要基于對業務的了解,對用例圖的細化程度,以及對對象職責的界定,同時,對象的識別要完備,要滿足用例圖的需求。

3、類圖設計。在對象圖的基礎上來提煉類的劃分與設計,類的繼承與擴展,接口類的設計,將對象分析中的對象列表進行同類整合,在面對一些業務需求或者為了設計的方便,要對一些對象進行拆分,以不同的類加以表示。比如,在應急指揮這個功能的一個核心對象是電務設備,因為為了保障鐵路穩定運行,電務系統就要務必保證電務設備的健康工作。因此,圍繞著電務設備會有一系列的不同類型的信息包裹,包含集中監測的歷史與實時信息,視頻監控的歷史和實時信息,履歷信息,三維模型信息以及二維拓撲信息。這些信息的主體是統一的,但是由于分別承載了大信息量,因此在類的設計上需要分別進行處理,分割成不同的類。類的設計一方面需要滿足業務的需求,另一方面是要滿足軟件代碼的設計優化,在此基礎上才能夠實現擴展性強、程序健壯的軟件應用。

三、結論

總之,面向對象的需求分析方法和工具的使用,對于鐵路應急指揮系統整體軟件開發過程具有提綱挈領的作用,在整個分析過程中,從對象的角度出發,可以關注對象本身,并且能夠有效對應現實對象,另外,對象的劃分也是具備不同的抽象層次的,通過不同抽象層次的提煉,選用高效能的正確的方法與工具,可以使我們的軟件更加正確地反映現實需求,更加具有可用性、可擴展性和可維護性,在此基礎上有效降低軟件項目的風險。